JPH0444980Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はクリーンルーム装置に係り、特に室内
の温度の均一化を経済的に達成しようとするもの
に関する。

〔従来の技術〕

近年クリーンルームにおける製造工程は室内の
無塵化のみに止どまらず、室内温度の水平方向及
び垂直方向の温度の均一化をより厳しく要求する
ようになつてきた。従来のクリーンルーム内での
温度分布の不均一（距離的、経時的不均一）は特
に超高密度の半導体製造工程において大きな問題
である。例えば、半導体の精密なパターンを刻む
ために用いるレーザー測長機の使用に際し、室内
空気の温度むらは室圧の変動とともに測定精度に
影響を与える。具体的には、16MbitDRAMでは
最小線巾が0.5μｍ程度となるため位置合わせ精度
は0.1μｍが要求されるが、この条件を温度と屈折
率との関係を示す関係式にあてはめると、例えば
10cmの長さのものを0.1μｍ以下の精度で測定する
ためには温度制御を0.01℃の精度で行わなくては
ならないことがわかる。

ところで、クリーンルームにおける温度むらの
防止にはダウンフロー式のクリーンルームが有利
になるが、従来一般に知られているダウンフロー
式のクリーンルームでは循環空気が十分に混合さ
れないことや冷却コイル自体に温度むらが生じる
ため空間分布においてまた経時的に未だ恒温化が
達成されていなかつた。

これを解決せんとして実開昭63−89526号公報
に記載されているものが提案されている。

これは第７図に示したように、プレナムチヤン
バ５０と清浄室５１との間にフイルタ５２を設
け、プレナムチヤンバ５０の床側にレタンチヤン
バ５３を設けたものである。そして、プレナムチ
ヤンバ５０とレタンチヤンバ５３とは循環路５４
で連結され、この循環路５４内には送風機５５と
温度調節器５６が設けられ、さらに調温された空
気はプレナムチヤンバ５０への接合部に空気の流
れに対向して蛇行して設置された多孔板５７によ
りプレナムチヤンバ５０内で拡散混合されるよう
になつている。そして、この送風機５５は清浄室
５１からの戻り空気を調温したうえフイルタ５２
を介して清浄室５１に吹き出すものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、前記した従来のものにおいては、循環
空気の全量が温度調節器５６を通過することとな
るため、室内恒温化のため蛇行する多孔板５７を
別途設けるため圧損が大きく、高い送風動力を要
するという問題があり、また、装置が大形化する
欠点がある。

本考案は前記事項に鑑みてなされたもので、圧
力損失を低減できるとともに清浄室内に温度むら
が生じないようにしたクリーンルーム装置を提供
することを技術的課題とする。

なお、先行技術として、実開昭63−57449号公
報に記載されているものが知られている。これは
第８図に示すように、フイルタに代えてフアンフ
イルタユニツト６０を用いるとともに、壁部に近
接した部位に空気のリターン口６１を設けて塵あ
いを吸引するようにしたものであるが、これに
は、本考案の目的とする温度むらに関する技術的
事項についての記載はなく、それを示唆する記載
もない。この型式のものでは建物外に設置した空
調機から調温された空気をプレナムチヤンバに導
いているが、環気と調和空気とが十分に混合しな
いままプレナムチヤンバ内に吹き出されるため、
前記した温度むらの問題を解決できない。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は前記技術的課題を解決するために、次
のような手段とした。

本考案は、フイルタ１の上部にフアン２を一体
に設けてなるフアンフイルタユニツト３の複数個
をプレナムチヤンバ４と清浄室５との間に配置
し、プレナムチヤンバ４側から前記フイルタ１を
介して清浄室５へ空気を吹き出し、さらに循環ダ
クト１３を介してレタンチヤンバ６側から吹き出
し空気を吸引してプレナムチヤンバ４側へ空気を
循環させるダウンフロー式クリーンルーム装置で
あり、レタンチヤンバ６側に空調空気供給口７を
設ける一方、プレナムチヤンバ４側に前記循環空
気の一部を取り入れる還流空気取り入れ口８を設
け、空調空気供給口７と還流空気取り入れ口８と
をダクト９ａで連結して前記空気の循環経路から
独立した空気経路を形成し、ダクトの途中に空調
機９を設けてクリーンルーム装置とした。

ここで、前記空調空気供給口７が、前記レタン
チヤンバ６内に複数個配設されたノズルであると
さらに好適である。

また、前記フイルタ１としては防塵性能に優れ
るHEPAフイルタやULPAフイルタ等の高性能
フイルタが適する。

また、前記構成において、前記レタンチヤンバ
６に空調空気供給口７を複数個配列するととも
に、各空調空気供給口７に至る空気経路に自動開
閉弁１０を設け、一方、各空調空気供給口７の近
傍に夫々温度センサ１１を設け、この温度センサ
１１の検出温度に基づいて前記自動開閉弁１０の
開度を制御するためのコントローラ１２を設ける
とよい。

〔作用〕

プレナムチヤンバ４と清浄室５の間に設けたフ
アンフイルタユニツト３のフアン２によつて清浄
空気がフイルタ１を介してプレナムチヤンバ４か
ら清浄室５へ吹き出し、清浄室５内の空気はレタ
ンチヤンバ６から循環ダクト１３を経てプレナム
チヤンバ１へと還流する。空気の循環に必要とさ
れる動力はすべてフアンフイルタユニツト３のフ
アン２によつてまかなわれる。

一方、温度制御はプレナムチヤンバ４内の空気
を還流空気取り入れ口８から吸い込み、空調機９
によつて冷却・加熱等の処理をしてレタンチヤン
バ６へと吹き出す。このとき空調機９は空気循環
路の系外に設置されているので、循環ダクトには
圧力損失を招くような障害物は存在しない。

この空調空気と前記還流空気とはレタンチヤン
バ６で混合されながら循環ダクト１３を通り、フ
アンフイルタユニツト３を通つて清浄室５へ流入
する。

このように混和される経路を長くすることがで
き、かつ大風量の下降流と空調空気とが攪はんさ
れるため清浄室５へ充分に混和された空気を供給
することができる。

また、空調機９は清浄室５内の機器の発熱等に
よる温度変動を補償するだけの能力があればよい
ので小型のもので済みコイル・フイルタ等による
圧損が少なく経済的である。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図ないし第６図に基づい
て説明する。

＜第１実施例＞ 請求項１及び２に係る第１実施例を第１図及び
第２図により説明する。

プレナムチヤンバ４と清浄室５との間は縦横に
配置されたフアンフイルタユニツト３で区画され
ており、このフアンフイルタユニツト３は、フイ
ルタ１の上部にフアン２を一体に設けて構成され
ている。前記フイルタ１としては防塵性能に優れ
るHEPAフイルタまたはULPAフイルタ等の高
性能フイルタが用いられている。

清浄室５の床下にはレタンチヤンバ６が位置
し、清浄室５の側方にはこのレタンチヤンバ６か
らプレナムチヤンバ４へ至る循環ダクト１３が設
けられている。この循環ダクト１３の断面積は清
浄室５の空気流通断面積の1/5に設定されている。

前記レタンチヤンバ６の床面には空調空気供給
口７が縦横に５個ずつ、計25個配置されており、
これら空調空気供給口７は上向きとなつている。

前記プレナムチヤンバ４側には循環空気の一部
を取り入れる還流空気取り入れ口８が設けられて
おり、この還流空気取り入れ口８と前記空調空気
供給口７とを連結するダクトを建屋の外に配置し
てある。このダクトの経路には還流空気の一部と
外気とを取り入れて温度、湿度を調整した上レタ
ンチヤンバ６へ給気する空調機９が配置されてい
る。

各空調空気供給口７には自動開閉弁１０が設け
られている一方、各空調空気供給口７の近傍には
夫々温度センサ１１を配置してある。

この温度センサ１１の検出信号はコントローラ
１２に送信されており、このコントローラ１２か
らの指令で前記自動開閉弁１０の開度を制御す
る。これにより温度が所定値よりも上がると（冷
房時）自動開閉弁１０が開き発熱量に見合つた冷
気が供給されるようになつている。

以下、動作例を説明する。

フアンフイルタユニツト３のフアン２によつて
レタンチヤンバ６からの還流は循環ダクトを上昇
し、プレナムチヤンバ４へと至り、フアンフイル
タユニツト３のフアン２により除塵されて清浄室
５内に清浄空気を垂直層流で供給する。清浄室５
からレタンチヤンバ６に流入するダウンフローと
前記空調空気供給口７から供給される空調空気と
はレタンチヤンバ６内で攪拌・混合されながら、
フアンフイルタユニツト３のフアン２により循環
ダクト１３内を上昇して還流と空調空気の温度差
を減ずる。そして混合後の空気はフアンフイルタ
ユニツト３を通つて清浄室５に一様な流れで吹き
出される。

このように混合される経路を長くすることがで
きるとともに、プレナムチヤンバ４に入る際の急
拡大による混合効果により、清浄室５へ充分に混
和された空気を供給することができる。

このため従来のもののように、清浄室５内に温
度のムラが生じることなく室内温度分布を均一に
保つことができる。

また、個々の空調空気供給口７の空調空気吹出
量を調整することにより室内熱負荷に追従して経
時的な温度変化を防止でき、清浄室５内に局部的
な熱源Ｈがあつても室内の温度分布を安定化する
ことができる。

以下、具体的数値の一例を説明する。清浄室５
の容積は８（ｍ）×８（ｍ）×2.7（ｍ）としてあり、
全面層流型となつており、HEPAフアンフイル
タユニツト２からの吹き出し風速を0.4ｍ／ｓと
してある。また清浄室５内の熱負荷は300Kcal／
m²・ｈである。

レタンチヤンバ６の空調空気供給口７は床面積
１m²につき１個の割合で総計64個とした。またそ
の空調空気温度差は５℃、吹き出し風量はおよそ
0.06m³／ｓとした。これは例えば、20cm角の吹き
出し口では吹き出し風速は1.5ｍ／ｓとなる値で
ある。

ここでｑ（熱量Kcal／ｈ）は、 ｑ＝Ｃ・ｒ・Ｑ・△θ （ただし、Ｃ・比熱Kcal／Kg℃、ｒ・比重量
Kg／m³、Ｑ・流量m³／ｈ、△θ・温度差℃であ
る。） 上式より、 室内発熱量＝300×64＝0.24×1.2×Ｑ×５ Ｑ＝13333m³／ｈ ＝3.7m³／ｓ よつて、空調空気供給口７の１個あたりの風量は
3.7／64より0.06m³／ｓとなる。

＜第２実施例＞ 第３図及び第４図は第２実施例を示す。

第１実施例では個々の空調空気供給口７の空調
空気吹出量を調整することによりきめ細かな温度
制御を可能としたものであるが、多数の自動開閉
弁１０と温度センサ１１とが必要となるためコス
ト高となることが避けられない。

この実施例では空調空気供給口７を循環ダクト
１３の直下へ５個１列に配置したものである。空
調空気供給口７として大容量のものを使用すれば
空調能力が低下することはなく、自動開閉弁１０
と温度センサ１１との数を大幅に削減できる。な
お、本実施例では空調空気供給口７を還流に対向
して横向きとした。

このため、構造が簡単となりコストの低減を図
ることができる。他の構成及び動作については前
記実施例と同様のため省略する。

＜第３実施例＞ 第５図及び第６図は第３実施例を示す。

この例では、請求項１の空調空気供給口７とし
てノズルを採用したものである。この例では、調
和空気を横向きで高速に吹き出し、レタンチヤン
バ６内の周囲空気を誘引して混合させるものであ
る。発熱量に見合つた調和空気の供給は温度セン
サ１１を循環ダクト１３またはレタンチヤンバ６
の循環ダクト側に一箇所設け、その検出信号によ
り空調機９の冷却コイルの流水量を制御すること
により定風量にしたまま温度変化を防止する。

このような構成とすれば自動開閉弁１０は不要
となり、また温度センサ１１も１個ですむという
利点がある。

他の構成及び動作については前記実施例と同様
のため省略する。

〔考案の効果〕

本考案によれば、レタンチヤンバ６側に空調空
気供給口７を設ける一方、プレナムチヤンバ４側
に還流空気取り入れ口８を設け、空調空気供給口
７と還流空気取り入れ口８との間に空調機９を設
けたので、空気が混合される経路を長くすること
ができ、かつ大風量の下降流と空調空気とが攪は
んされるため清浄室５へ充分に混和された空気を
供給することができる。

このため、空気温度の均一化が促進され、清浄
室内の温度むらを抑制することができる。

また、循環空気の全量が空調機９を通過するも
のと異なり圧損が少ないため、機器の小型化が図
れ運転費用も経済的である。

また、請求項２に示すように、多数配置した空
調空気供給口７の空気供給量を温度分布に応じて
個々に制御すれば清浄室内の発熱源による発熱分
布に対応したきめこまかな空調が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本考案の実施例を示し、
第１図は第１実施例の断面図、第２図はそのレタ
ンチヤンバ内平面図、第３図は第２実施例の側面
図、第４図はそのレタンチヤンバ内平面図、第５
図は第３実施例の側面図、第６図はそのレタンチ
ヤンバ内平面図、第７図及び第８図は従来のクリ
ーンルーム装置を示す断面図である。 １……フイルタ、２……フアン、３……清浄
室、４……プレナムチヤンバ、５……清浄室、６
……レタンチヤンバ、７……空調空気供給口、８
……還流空気取り入れ口、９……空調機、１０…
…温度センサ部、１１……コントローラ、１２…
…循環ダクト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) フイルタ１の上部にフアン２を一体に設けて
   なるフアンフイルタユニツト３の複数個をプレ
   ナムチヤンバ４と清浄室５との間に配置し、プ
   レナムチヤンバ４側から前記フイルタ１を介し
   て清浄室５へ空気を吹き出し、さらに循環ダク
   ト１３を介してレタンチヤンバ６側から吹き出
   し空気を吸引してプレナムチヤンバ４側へ空気
   を循環させるダウンフロー式クリーンルーム装
   置において、 レタンチヤンバ６側に空調空気供給口７を設
   ける一方、プレナムチヤンバ４側に前記循環空
   気の一部を取り入れる空気取り入れ口８を設
   け、空調空気供給口７と還流空気取り入れ口８
   とをダクト９ａで連結して前記空気の循環経路
   から独立した空気経路を形成し、ダクト９ａの
   途中に空調機９を設けたことを特徴とするクリ
   ーンルーム装置。 (2) 前記空調空気供給口７が、前記レタンチヤン
   バ６内に複数個配設されたノズルであることを
   特徴とする請求項１記載のクリーンルーム装
   置。 (3) 前記レタンチヤンバ６に空調空気供給口７を
   複数個配列するとともに、各空調空気供給口７
   に至る空気経路に自動開閉弁１０を設け、一
   方、各空調空気供給口７の近傍に夫々温度セン
   サ１１を設け、この温度センサ１１の検出温度
   に基づいて前記自動開閉弁１０の開度を制御す
   るためのコントローラ１２を設けたことを特徴
   とする請求項１記載のクリーンルーム装置。